GlÃ¼hlampe

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GlÃ¼hlampe

Stichpunkte

Allgemein
	Bild nicht gefunden GlÃ¼hlampe
	ist eine kÃ¼nstliche Lichtquelle
	E27
	"Verbergen") 1 Funktionsprinzip 2 Aufbau 2.1 Glaskolben 2.2 Schutzgas 2.3 GlÃ¼hfaden 2.4 Lampensockel 2.4.1 Stecksockel 2.4.2 Bajonettsockel 2.4.3 Glassockel 2.4.4 Sockel fÃ¼r Halogenlampen 2.4.5 PilotlÃ¤mpchen 2.4.6 Soffittenlampen 2.4.7 Lampensockel fÃ¼r Scheinwerferlampen in KFZ 3 Lichtausbeute und Lebensdauer 4 HalogenglÃ¼hlampen 5 Geschichte 6 Andere Lichtquellen 7 Siehe auch 8 Weblinks 9 Literatur [Bearbeiten]
	60 W
	720 lm
	HÃ¶he etwa 110 mm Die GlÃ¼hlampe
	in der sich ein elektrischer Leiter durch elektrischen Strom aufheizt und dadurch zum Leuchten angeregt wird. Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
	230 V
	aufgrund ihres birnenfÃ¶rmigen Kolbens umgangssprachlich oft als GlÃ¼hbirne bezeichnet
Funktionsprinzip
	In einer GlÃ¼hlampe wird ein elektrischer Leiter (GlÃ¼hfaden) aufgrund seines elektrischen Widerstandes erwÃ¤rmt
	wobei der Widerstand direkt proportional der Temperatur steigt und die als Strahlung abgegebene Leistung P proportional dem Widerstand R und dem Quadrat der StromstÃ¤rke I ist (P = R * IÂ²)
	Die Leistung wird vollstÃ¤ndig in Form von elektromagnetischer Strahlung abgegeben
	dessen Strahlung sich mit steigender Temperatur zu kleineren WellenlÃ¤ngen hin verschiebt
	Ein GlÃ¼hfaden verhÃ¤lt sich nÃ¤herungsweise wie ein schwarzer Strahler
	das Strahlungsmaximum durch TemperaturerhÃ¶hung aus dem Bereich der langwelligen Infrarotstrahlung (WÃ¤rmestrahlung) in den Bereich des sichtbaren Lichtes zu verschieben
	Um eine mÃ¶glichst hohe Ausbeute an sichtbarem Licht zu erhalten
	trachtet man danach
	Diesem Bestreben setzt aber das Material des GlÃ¼hfadens enge Grenzen
	da er bei den angestrebten Temperaturen bereits flÃ¼ssig oder gasfÃ¶rmig ist und somit nicht mehr als ununterbrochener Draht den Strom leiten kann
	Um dennoch mÃ¶glichst hohe Temperaturen und damit hohe Lichtausbeute zu erhalten
	die aber andererseits gerade wegen des hohen Schmelzpunktes schwierig zu verarbeiten sind
	verwendet man heute fÃ¼r GlÃ¼hfÃ¤den die hochschmelzenden Metalle Wolfram (Schmelzpunkt 3410 Â°C) und Osmium (Schmelzpunkt 3045 Â°C)
	In normaler Umgebungsluft wÃ¼rde bei den hohen Betriebstemperaturen der GlÃ¼faden sofort oxidieren und dadurch zu einem sprÃ¶den elektrischen Isolator werden
	Aus diesem Grund werden die GlÃ¼hfÃ¤den in einem mit einem Schutzgas gefÃ¼llten Glaskolben eingeschlossen
	Vakuum hat sich auch nicht bewÃ¤hrt
	da im Vakuum der GlÃ¼hfaden schneller durch Sublimieren von der OberflÃ¤che her dÃ¼nner wird und schlieÃŸlich reiÃŸt
	Das Sublimieren von der OberflÃ¤che ist der Temperatur proportional
	Daraus erklÃ¤rt sich
	dass bei tieferer Temperatur betriebene GlÃ¼hlampen eine wesentlich lÃ¤ngere Lebensdauer haben. [Bearbeiten]
Aufbau
	Die GlÃ¼hlampe besteht aus einem Befestigungssockel einschlieÃŸlich der elektrischen StromzufÃ¼hrungen und einem Glaskolben
	der den GlÃ¼hfaden und dessen Halterung vor der AuÃŸenumgebung abschirmt. [Bearbeiten]
Glaskolben
	Der Glaskolben schÃ¼tzt den Draht vor einer Verbrennung an der Luft
	Die GrÃ¶ÃŸe des Kolbens richtet sich nach der Resublimationsrate des Draht-Materials
	Alte GÃ¼hlampen bzw
	GlÃ¼hlampen mit hoher Leistung benÃ¶tigen einen groÃŸen Glaskolben
	damit sich der Niederschlag auf einer grÃ¶ÃŸeren FlÃ¤che verteilen kann und die Transparenz nicht allzu sehr einschrÃ¤nkt. [Bearbeiten]
Schutzgas
	FrÃ¼her wurde der Glaskolben evakuiert
	Heute sind die GlÃ¼hlampen mit einem Schutzgas gefÃ¼llt
	Das vereinfacht die Herstellung und reduziert die Sublimationsrate
	Die bei einer GasfÃ¼llung auftretenden WÃ¤rmeverluste durch WÃ¤rmeleitung begrenzt man durch die Wahl von mÃ¶glichst schweren InertgasmolekÃ¼len
	Stickstoff-Argon-Gemische sind ein ZugestÃ¤ndnis an die Herstellungskosten
	798; Xenon: 131
	948; Krypton: 83
	Teure GlÃ¼hlampen enthalten Krypton oder Xenon (Atomgewichte: Stickstoff: 28
	0134 Mol; Argon: 39
	293) [Bearbeiten]
GlÃ¼hfaden
	Die ersten GlÃ¼hlampen enthielten einen Faden aus Kohle (Sublimationspunkt: 3550 Â°C)
	heute werden fast ausschlieÃŸlich Drahtwendeln aus einer Wolfram-Osmium Legierung (Schmelzpunkt: 3410 Â°C beziehungsweise 3045 Â°C) verwendet
	um durch eine kleine Langmuir-Schicht die WÃ¤rmekonvektion zu begrenzen
	Der Draht ist meist doppelt gewendelt
	GlÃ¼hlampen sollen bei handhabbaren Spannungen und StrÃ¶men betrieben werden
	26 A einen elektrischen Widerstand des glÃ¼henden Drahtes von 882 Ohm
	Beispielsweise erfordert eine Leistungsaufnahme von 60 W bei einer Betriebsspannung von 230 V und einem Betriebsstrom von 0
	Der Draht muss deshalb lang und dÃ¼nn sein
	die sich durch die Zunahme des elektrischen Widerstands bei TemperaturerhÃ¶hung auf die Betriebswerte begrenzen
	Aufgrund der positiven Temperatur-Widerstands-Charakteristik flieÃŸen beim Einschalten einer Metalldraht-GlÃ¼hlampe sehr hohe EinschaltstrÃ¶me
	da erst mit steigender Temperatur genÃ¼gend LadungstrÃ¤ger fÃ¼r den Stromtransport freigesetzt werden. [Bearbeiten]
	DemgegenÃ¼ber zeigt eine Kohlenfadenlampe ein sanfte Zunahme der Helligkeit beim Einschalten
Lampensockel
	55W Die Form und die Bezeichnung des Gewindes als Sockel einer GlÃ¼hlampe geht auf Edison zurÃ¼ck
	12V
	21W und 5W Bild nicht gefunden H1-Lampe mit Sockel R14 5s
	Bild nicht gefunden 12V Einfadenlampe mit Bajonettsockel BA15s
	21W Bild nicht gefunden 12V Zweifadenlampe mit Bajonettsockel BAY15d
	12V
	55W Bild nicht gefunden H7-Lampe mit Sockel PX26d
	5 Taschenlampen (Niedervolt) E10 Signallampen (Niedervolt) und Glimmlampen (230 V) E14 Kerzenlampe (230 V) E27 siehe Abbildung einer GlÃ¼hlampe (230 V) E40 fÃ¼r GlÃ¼hlampen mit mehr als 200 W Leistungsaufnahme (230 V) Daneben existieren eine Reihe weiterer Sockel: [Bearbeiten]
	Die Abmessungen von Edisongewinde sind nach DIN 40400 bzw. u.A. in der IEC 60238:1998 genormt. Ãœblich sind: E5
Stecksockel
	MG5
	z.B. fÃ¼r Modellbau [Bearbeiten]
	7S/9 Miniaturlampen
Bajonettsockel
	Ãœbliche Sockelform z.B. in Frankreich oder den USA und an GerÃ¤ten/Maschinen
	bei denen ein sich Losdrehen durch mechanische Schwingungen bzw
	ErschÃ¼tterungen sicher vermieden werden muss. z.B. in KFZ: BA7s Innenraumbeleuchtung (z
	BT
	Stopp-
	5d Glassockellampe fÃ¼r Armaturenbeleuchtung Prefokus-Sockel (mit Kragen als Anschlag) P13
	Schluss- oder Kennzeichenlampe BAY15d Zweifadenlampe fÃ¼r Brems- und schlusslicht SV8
	Nebelschluss-
	Kennzeichen- oder Innenraumlampe W2
	achometerhintergrund) BA9s Standlicht BA15s Blink-
	RÃ¼ckfahr-
	1x9
	5-8 Soffittenlampe fÃ¼r Schluss-
	5 fÃ¼r Taschenlampen [Bearbeiten]
Glassockel
	T5 T10 [Bearbeiten]
Sockel fÃ¼r Halogenlampen
	35 fÃ¼r Niedervolt-Stiftsockellampen G9 fÃ¼r Hochvolt-Stiftsockellampen GU10 fÃ¼r Hochvolt-Reflektorlampen d=50mm [Bearbeiten]
	GX5
	3 fÃ¼r Niedervolt-Reflektorlampen d=50mm GU4 fÃ¼r Niedervolt-Reflektorlampen d=35mm G4 fÃ¼r Niedervolt-Stiftsockellampen GY6
PilotlÃ¤mpchen
	3 x L30 mm [Bearbeiten]
	(in Form von Feinsicherungen) D6
Soffittenlampen
	z.B. fÃ¼r Kennzeichen- und Innenraumbeleuchtung in KFZ D8
	L39 mm [Bearbeiten]
	L31 mm D11
Lampensockel fÃ¼r Scheinwerferlampen in KFZ
	R14 5s H1-Halogenlampe P43t H4-Halogen- oder Bilux-zweifadenlampe PX26d H7-Halogenlampe PK22s H3-Halogenlampe [Bearbeiten]
Lichtausbeute und Lebensdauer
	Bild nicht gefunden Lebensdauer und Helligkeit in AbhÃ¤ngigkeit von der Betriebs-Spannung
	die Verluste durch WÃ¤rmeleitung und -konvektion sind gering
	Fast die gesamte der Lampe zugefÃ¼hrten Energie wird in Strahlung umgesetzt
	Aber nur ein kleiner WellenlÃ¤ngenbereich der Strahlung ist fÃ¼r das menschliche Auge sichtbar
	Der Hauptanteil liegt im unsichtbaren Infrarot-Bereich und wird als WÃ¤rme wahrgenommen
	Die Lichtausbeute erreicht bei einer GlÃ¼hfadentemperatur von ca
	7000 K einen Anteil von maximal ca
	15%
	Praktisch erreichbare Temperaturen liegen bei 3400 K und einem Lichtanteil von 5%
	Mit steigender Temperatur nimmt die Lichtausbeute einer GlÃ¼hbirne zu
	aber die Brenndauer fÃ¤llt drastisch ab
	Bei 2700 K erreichen konventionelle GlÃ¼hlampen eine Standzeit von ca
	1000 Stunden
	bei 3400 K (Studiolampen) von nur wenigen Stunden
	verdoppelt sich die Helligkeit
	Wie das Diagramm rechts zeigt
	wenn man die Betriebsspannung um 20% erhÃ¶ht
	Gleichzeitig reduziert sich die Lebensdauer um 95%
	verlÃ¤ngert aber die Lebensdauer um mehrere (!) GrÃ¶ÃŸenordungen. Die hohen EinschaltstrÃ¶me von Metalldraht-GlÃ¼hlampen belasten die GlÃ¼hwendel an ihren Zuleitungen
	insbesondere bei Halogen-GlÃ¼hlampen (s.u.)
	Eine Halbierung der Nominalspannung (zum Beispiel durch Reihenschaltung zweier gleichartiger GlÃ¼hlampen) verringert den Wirkungsgrad
	Elektronische VorschaltgerÃ¤te zur Strombegrenzung fÃ¼r GlÃ¼hlampen werden bisher selten eingesetzt. [Bearbeiten]
HalogenglÃ¼hlampen
	Bild nicht gefunden Halogen-GlÃ¼hlampe Die Zugabe des Halogens Brom oder Iod steigert die Lebensdauer auf 2000-4000 Stunden -- bei einer Betriebstemperatur von ca
	3000 K
	Die sogenannten HalogenglÃ¼hlampen erreichen eine Lichtausbeute von 28 lm/W (sprich: Lumen pro Watt)
	im Vergleich zu ca
	15 lm/W bei 2700 K
	Das Iod reagiert (zusammen mit Restsauerstoff) mit den vom GlÃ¼hdraht verdampften Wolframatomen und stabilisiert eine wolframhaltige AtmosphÃ¤re
	Der Prozess ist reversibel
	Wolframatome kondensieren auf der GlÃ¼hwendel
	Bei heiÃŸen Temperaturen zerfÃ¤llt die Verbindung wieder in ihre Elemente
	Kleine Temperaturdifferenzen spielen fÃ¼r die Zersetzung nur eine untergeordnete Rolle
	Die Vorstellung
	vorausgesetzt die Glas-Temperatur ist hÃ¶her als etwa 250 Â°C
	ist leider falsch 1 (http://physicsed.buffalostate.edu/pubs/TPT/TPTDec99Filament.pdf). Der Halogenzusatz verhindert den Niederschlag von Wolfram auf dem Glaskolben
	dass sich Wolfram ausschlieÃŸlich an den dÃ¼nnen Ã¼berhitzten Bereichen der Wendel niederschlagen wÃ¼rde
	Aus diesem Grund ist der Glaskolben einer Halogenlampe sehr kompakt und aus dickwandigem hochtemperaturbestÃ¤ndigem Quarzglas gefertigt
	Das kleine Volumen ermÃ¶glicht zur Reduktion der WÃ¤rmeleitung die BefÃ¼llung mit schweren Edelgasen zu vertretbaren Kosten
	verkohlen im Betrieb
	zum Beispiel FingerabdrÃ¼cke durch Anfassen des Glases
	Verunreinigungen auf dem Kolben
	fÃ¼hren lokal zu TemperaturerhÃ¶hungen oder Mikrokristallisierung
	die zum Platzen des Quarz-Glaskolbens fÃ¼hren kÃ¶nnen. [Bearbeiten]
Geschichte
	Bild nicht gefunden Heinrich GÃ¶bel
	Erfinder der GlÃ¼hlampe Erste Versuche in den 30er Jahren des 19
	Jahrhunderts zur Herstellung von GlÃ¼hlampen verwendeten als Leuchtdraht einen Kohlenfaden oder verkohlten Bambusfaden unter einer evakuierten Glasglocke
	dass Heinrich GÃ¶bel bereits im Jahr 1854 die erste GlÃ¼hlampe erfand
	Im Jahr 1893 konnte in einem Patentprozess nachgewiesen werden
	so dass sie zu Beleuchtungszwecken eingesetzt werden und industriell gefertigt werden konnte
	Edison verbesserte die GlÃ¼hlampe 25 Jahre spÃ¤ter
	Seine GlÃ¼hlampe bestand aus einer Glasbirne
	aus der die Luft herausgepumpt war
	In ihr war ein verkohlter NÃ¤hfaden
	Er glÃ¼hte hell wenn durch ihn (aus einer Batterie) Strom floss
	ThÃ¼ringen
	hergestellt
	Obwohl sie nur 40 Stunden lang leuchtete
	verdrÃ¤ngte sie die bis dahin Ã¼bliche Gasbeleuchtung. Bild nicht gefunden Edison blickt mit einer GlÃ¼hlampe in der Hand in die Kamera
	auf dem Tisch neben ihm weitere GlÃ¼hlampen Die erste deutsche GlÃ¼hlampe wurde in StÃ¼tzerbach
	Dieter Binninger erfand fÃ¼r seine Mengenlehreuhr eine langlebige (150000h) "EwigkeitsglÃ¼hbirne" [Bearbeiten]
Andere Lichtquellen
	Lichtquellen mit besserem Wirkungsgrad sind die Leuchtstofflampe
	Metalldampflampen
	Bogenlampen und Gasentladungslampen
	die auch in ihrer kompakte Form als Energiesparlampe gebrÃ¤uchlich ist
	In Entwicklung sind derzeit Lichtquellen mit hoher Lichtausbeute auf Basis von Leuchtdioden
	die in wenigen Jahren GlÃ¼hlampen ersetzen sollen
	Lichtquellen von begrenzter Lebensdauer ohne externer Energiequelle sind die sogenannten Knicklichter
	die auf Chemilumineszenz beruhen [Bearbeiten]
Siehe auch
	Lavalampe
	Kohlenfadenlampe [Bearbeiten]
	EwigkeitsglÃ¼hbirne
	GlÃ¼hbirnen-Witz
	Beleuchtung
	Nernstlampe
Weblinks
	GlÃ¼hlampen kÃ¶nnten ewig halten
	Story-of-The-Lamp - englisch mit vielen Bildern (http://www.bulbcollector.com/Story-of-The-Lamp1.html) Stimmts? Das ewige Licht (http://www.zeit.de/stimmts/1999/199933_stimmts_gluehbir) - Die Zeit geht dem GerÃ¼cht nach
	CmC=629294.html) Goebel - Dichtung und Wahrheit zur GlÃ¼hlampe (Edison
	wenn die Hersteller es nur wollten Chemie in GlÃ¼hlampen - Warum GlÃ¼hlampen frÃ¼her groÃŸ und dunkel waren
	Swan) (http://www.radiomuseum.org/dsp_forum_post.cfm?thread_id=42019) [Bearbeiten]
	heute aber hell und klein (http://www.uni-bayreuth.de/departments/didaktikchemie/umat/gluehlampen/gluehlampen.htm) Livermore's Centennial Light (http://www.centennialbulb.org/) Unterschied zwischen deutschen und franzÃ¶sischen GlÃ¼hlampen (http://www.arte-tv.com/de/wissen-entdeckung/karambolage/Sendung_20vom_2003._20Oktober_202004/629298
Literatur
	2001 [1] (http://www.uni-weimar.de/medien/kulturtechniken/publikationen/bulbs.html) da:GlÃ¸delampe en:Incandescent light bulb fr:Ampoule ja:é›»ç?ƒ nl:Gloeilamp no:GlÃ¸delampe sv:GlÃ¶dlampa
	Das GlÃ¼hbirnenbuch
	Wien
	edition selene
	Helmut HÃ¶ge und Markus Krajewski (Hrsg.)
	Peter Berz
	Reihe ArtExit

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Funktionsprinzip

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Schutzgas

GlÃ¼hfaden

Lampensockel

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PilotlÃ¤mpchen

Soffittenlampen

Lampensockel fÃ¼r Scheinwerferlampen in KFZ

Lichtausbeute und Lebensdauer

HalogenglÃ¼hlampen

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Andere Lichtquellen

Siehe auch

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